JP4085483B2

JP4085483B2 - Stainless steel continuous casting method

Info

Publication number: JP4085483B2
Application number: JP25000498A
Authority: JP
Inventors: 道広桑山; 長人橋本
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1998-09-03
Filing date: 1998-09-03
Publication date: 2008-05-14
Anticipated expiration: 2018-09-03
Also published as: JP2000079455A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、脱酸剤としてアルミを使用しないステンレス鋼の連続鋳造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ステンレス鋼に限らず、溶鋼の連続鋳造方法は、取鍋に保持した溶鋼を、タンディッシュと呼ばれる中間容器を経て上下解放の内部水冷銅鋳型に注入して凝固シェルを形成し、鋳型の下端からこれを連続的に引き抜くとともに外部からスプレーによって水冷し、内部まで凝固した鋼鋳片を製造するものである。
【０００３】
上記のタンディッシュには、通常、鋳型内に注入する溶鋼の流量を制御するためにスライディングノズルが設けられている。このスライディングノズルは断面が大略円形の溶鋼流路を設けたプレート（これをスライディングプレートという）を２枚ないし３枚重ね合わせ、そのうちの１枚のプレートをスライドさせることにより、各プレートに設けられた溶鋼流路の重なる面積を調節する構造となっている。
【０００４】
従来、このスライディングノズルのプレートには Al₂O₃−Ｃ質耐火物が多用されてきた。その理由は、 Al₂O₃−Ｃ質耐火物は耐熱衝撃性に優れるとともにスラグによる浸食にも耐えるため、耐久性に優れ連続連鋳にも適するものであったためである。
ところで、従来、ステンレス鋼は他品種少量生産であり、連続鋳造における１回の鋳造トン数が小さく従って連連指数（１回の鋳造で連続的に鋳込む取鍋溶鋼のチャージ数）も、普通鋼に比べて著しく小さかった。しかし、近年ステンレス鋼の用途の拡大に応じて、ステンレス鋼の連続鋳造においても多連連続鋳造して生産効率を高める努力がなされるようになってきた。
【０００５】
また、従来ステンレス鋼の精錬過程においては最終の脱酸処理をアルミによって行っていたが、脱酸生成物のアルミナが、製品鋼板表面欠陥（たとえばヘゲやふくれ状欠陥など）をもたらすことから、ステンレス鋼の品質要求が高まるにつれて、Siによって脱酸されるようになってきた。
このような鋳造量の拡大（連連指数の増大）と溶鋼成分の変化に伴い、従来の Al₂O₃−Ｃ質耐火物からなるスライディングプレートを用いた鋳造では予期せぬ問題が発生した。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
Si脱酸したＳＵＳ３０４ステンレス鋼を３〜４チャージ連続して連続鋳造した場合、スライデイングプレートの摺動面が損耗して凹凸がはげしくなり、摺動が不良となって連鋳鋳型に注入する溶鋼流量制御が困難になる事態が発生した。
本発明は、このようなSi脱酸したステンレス鋼を連続連鋳するに際してスライディングプレートの摺動不良を生じない連続鋳造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、従来の Al₂O₃−Ｃ質耐火物からなるスライディングプレートを用いてSi脱酸したステンレス鋼を鋳造し、摺動不良となった際のスライディングプレートを回収し、その摺動面や溶鋼の流路を観察した。
その結果、外観観察からは、摺動面や溶鋼流路はアルミナ骨材の凹凸が顕著に認められた。また、その部分を顕微鏡観察したところ、これらの部位ではアルミナ骨材がスラグに溶出している状況、また脱Ｃ層もが観察され、その部分の付着スラグをＥＰＭＡによってスポット分析したところSiO₂−CaO −MnO 系スラグにスライディングプレートから溶出した Al₂O₃が混じった組成であることが明らかとなった。
【０００８】
これらの結果から、本発明者らはSi脱酸したステンレス鋼を鋳造した場合には、Al脱酸した溶鋼に比べて鋼中のフリー酸素が高いために、スライディングプレート耐火物中のＣが酸化されやすく、また脱酸生成物であるSiO₂−MnO 系融体と取鍋やタンディッシュのスラグに含まれるCaO が反応して低融点で反応性の高いSiO₂−CaO −MnO が形成され、これが、脱Ｃされて耐溶損性の低下したスライディングプレート耐火物中の Al₂O₃を溶出したものと考えた。
【０００９】
そこで、本発明者らはスライディングプレート耐火物の成分を下記のように変更することに想到した。
（１）耐火物の骨材を Al₂O₃よりも耐溶出性に優れた MgOに変更すること。
（２）Ｃの酸化を防止するために、酸化防止剤として金属成分を混合すること。
【００１０】
上記着想に基づきさらに検討を重ねて完成された本発明は、Siによって脱酸したステンレス鋼溶湯をスライディングノズルを備えたタンディッシュを用いて連続鋳造する方法において、タンディッシュに設けたスライディングノズルのプレート耐火物に金属Al を３〜 10wt ％、Ｃを１〜５ wt ％、 MgO を 85wt ％以上含有するMgO-Ｃ質耐火物を使用することを特徴とするステンレス鋼の連続鋳造方法である。また、前記溶湯はカルシウム処理されたものであることが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明が対象とするステンレス鋼は、Crを９〜30wt％含有するステンレス鋼であって、Siで脱酸されたものである。その理由は、これらの鋼種の鋳造に際して、従来の Al₂O₃−Ｃ質耐火物のスライディングプレートを使用したのでは、摺動不良となるトラブルが多く発生し、本発明の金属成分を含有する MgO−Ｃ質耐火物からなるスライディングプレート使用の効果が顕著となるからである。なお、溶鋼の品質向上の目的で、取鍋またはタンディッシュ内の溶鋼にCa−Siなどのカルシウム合金を添加するいわゆるカルシウム処理を行ってもよい。
【００１２】
連続鋳造の方式としては、タンディッシュにスライディングノズルを使用する方式のものであればどのようなものであってもよい。いわゆる垂直型連鋳機、全湾曲型連鋳機、垂直曲げ型連鋳機、水平連鋳機、ロール式やベルト式の薄スラブ連鋳機やストリップ連鋳機に適用可能である。
スライディングノズルの形式としては、１枚の固定プレートと１枚の可動プレートからなる２層型のものと２枚の固定プレートで１枚の可動プレートをサンドイッチした３層型のものが一般的であるが、本発明はそのいずれにも適用することができる。スライデイングプレートとはこの場合固定プレートと可動プレートの双方を指す。
【００１３】
スライディングプレートは MgO−Ｃ質耐火物をベースとしてこれに金属成分を含有させたものである。金属成分としては、Ｃよりも酸素と反応しやすく、溶鋼中の酸素による耐火物からの脱炭を抑制可能なものがよい。具体的には金属Mg、金属Tiや金属Alなどが使用可能であるが、金属Alが安価でかつ取扱容易であるので好ましい。その含有量は３wt％以上が好ましく、より好ましくは５wt％以上とするのがよい。なお、前記金属成分は、これが多すぎると、耐熱性を損なうとともに溶鋼中の酸素との反応によって生成した金属酸化物によって耐火物が変質し、耐久性を損なうこととなるので、10wt％以下、より好ましくは７wt％以下とするのがよい。
【００１４】
耐火物中の MgO含有量は耐溶損性の観点から85wt％以上、より好ましくは90wt％以上とするのがよい。なお、上限はＣ含有量および金属成分の含有量の下限から必然的に定まる。
耐火物中のＣはスラグとの濡れ性を悪くすることによってスラグによる浸食を防止する作用があり、１wt％以上、好ましくは２wt％以上とするのがよい。一方Ｃ量が多すぎると、相対的に骨材であるMgO の量が少なくなって耐久性が損なわれるから、Ｃは５wt％以下、好ましくは４wt％以下の添加にとどめるのがよい。
【００１５】
また、耐火物中に MgO−Ｃ質耐火物の性能向上に寄与する他の成分を添加することは一向に差し支えなく、むしろ好ましい。このような成分の例としては、ZrO₂、スピネル、あるいは種々の超微粉耐火物などが挙げられる。
【００１６】
【実施例】
表１に示す品質のスライディングプレートを用い、ステンレス鋼アルミレス鋼種およびCaSi添加鋼種で実機試験を実施した。鋳造量は１チャージ185tonでタンディッシュ容量は30ton の１ストランドの垂直曲げ型連続鋳造機を用い、スループットは２〜４ton/min で鋳造した。
【００１７】
表２に鋳造後に回収したスライディングプレートの孔径およびエッジ欠け、面荒れの状況を示す。本発明の MgO−Ｃ質耐火物のプレートを使用した例では孔径拡大、エッジ欠けおよび面荒れはほとんどなく、良好な結果となった。
以上の結果から MgO−Ｃ質プレートをステンレス鋼アルミレス鋼種およびCaSi添加鋼種において工程化した。その結果、スライディングノズルの閉止不良等操業トラブルがなくなり、更にこれら鋼種の多連化が可能となった。表３に連連指数の向上状況を示す。なお、 MgO−Ｃの場合には、連連指数の上限はスライディングプレートではなくイマージョンノズルの溶損に依存しており、スライディングプレート自体はこの表の連連指数以上の耐久性があると推察される。
【００１８】
【表１】

【００１９】
【表２】

【００２０】
【表３】

【００２１】
【発明の効果】
以上詳述したように、Si脱酸したステンレス鋼の連続鋳造にあたってタンディッシュのスライディングプレートの耐火物を金属成分を含有する MgO−Ｃ質耐火物とすることによって、スライディングプレートの損耗を抑止することができ、連連指数が向上した。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a continuous casting method of stainless steel that does not use aluminum as a deoxidizer.
[0002]
[Prior art]
In addition to stainless steel, the method of continuous casting of molten steel is to inject molten steel held in a ladle into an internal water-cooled copper mold that is opened up and down through an intermediate container called a tundish to form a solidified shell, and from the lower end of the mold. The steel slab is produced by continuously pulling it out and cooling it with water from the outside to solidify it.
[0003]
The tundish is usually provided with a sliding nozzle in order to control the flow rate of the molten steel injected into the mold. This sliding nozzle is provided on each plate by stacking two or three plates (referred to as sliding plates) provided with a molten steel channel having a substantially circular cross section and sliding one of the plates. It has a structure that adjusts the overlapping area of the molten steel flow paths.
[0004]
Conventionally, Al ₂ O ₃ —C refractory has been frequently used for the plate of this sliding nozzle. The reason is that Al ₂ O ₃ —C quality refractories are excellent in thermal shock resistance and are resistant to erosion by slag, and are therefore excellent in durability and suitable for continuous casting.
By the way, stainless steel has conventionally been produced in small quantities in other varieties, and the casting tonnage at one time in continuous casting is small, so the continuous index (the number of ladle molten steel charged continuously in one casting) is also normal steel. It was significantly smaller than However, in recent years, with the expansion of the use of stainless steel, efforts have been made to increase production efficiency by continuous casting of stainless steel even in continuous casting.
[0005]
Moreover, in the refining process of stainless steel, the final deoxidation treatment was performed with aluminum. However, since the deoxidation product alumina causes surface defects on the product steel plate (for example, bald defects or blistering defects) As the quality requirements of stainless steel increase, it has been deoxidized by Si.
With such an increase in casting amount (increase in the continuous index) and changes in molten steel components, an unexpected problem has occurred in casting using a sliding plate made of conventional Al ₂ O ₃ —C refractory.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
When 3 to 4 charges of SUS304 stainless steel that has been deoxidized from Si are continuously cast, the sliding surface of the sliding plate wears out, the irregularities become sharp, the sliding becomes defective, and the molten steel is poured into the continuous casting mold. There was a situation where flow control became difficult.
An object of the present invention is to provide a continuous casting method that does not cause sliding failure of a sliding plate when continuously casting such Si-deoxidized stainless steel.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The inventors of the present invention cast a Si-deoxidized stainless steel using a sliding plate made of a conventional Al ₂ O ₃ —C refractory, collect the sliding plate when a sliding failure occurs, and collect the sliding plate. The moving surface and the flow path of the molten steel were observed.
As a result, from the appearance observation, the unevenness of the alumina aggregate was remarkably recognized on the sliding surface and the molten steel flow path. Further, when the portions were observed with a microscope, the situation where the alumina aggregate was eluted in the slag and the de-C layer was observed at these portions, and when the adhered slag of the portion was spot analyzed by EPMA, SiO ₂ − It was clarified that the CaO-MnO slag was mixed with Al ₂ O ₃ eluted from the sliding plate.
[0008]
From these results, when the present inventors cast Si-deoxidized stainless steel, the free oxygen in the steel is higher than that in the Al-deoxidized molten steel, so that C in the sliding plate refractory is oxidized. The SiO ₂ -MnO melt, which is a deoxidation product, reacts with CaO contained in the ladle and tundish slag to form a low-melting and highly reactive SiO ₂ -CaO -MnO, This was thought to be due to the elution of Al ₂ O ₃ in the sliding plate refractory that had been de-C and reduced in resistance to melting.
[0009]
Therefore, the present inventors have conceived to change the components of the sliding plate refractory as follows.
(1) Change the refractory aggregate to MgO, which has better elution resistance than Al ₂ O ₃ .
(2) To prevent oxidation of C, a metal component is mixed as an antioxidant.
[0010]
The present invention, which has been completed through further studies based on the above idea, is a method for continuously casting a molten stainless steel deoxidized by Si using a tundish having a sliding nozzle, and a sliding nozzle plate provided in the tundish. metal Al. 3 to 10 wt% in the refractory, the C 1 to 5 wt%, a continuous casting method for stainless steel, characterized by the use of MgO-C refractories containing MgO more than 85 wt%. Also, it is preferable that the molten metal is one that is calcium treatment.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The stainless steel targeted by the present invention is a stainless steel containing 9 to 30 wt% of Cr and deoxidized with Si. The reason for this is that when a conventional Al ₂ O ₃ —C refractory sliding plate is used in casting these steel types, there are many troubles that cause sliding failure, and the metal component of the present invention is contained. This is because the effect of using a sliding plate made of MgO-C refractory becomes remarkable. For the purpose of improving the quality of the molten steel, so-called calcium treatment may be performed in which a calcium alloy such as Ca-Si is added to the molten steel in the ladle or the tundish.
[0012]
Any continuous casting method may be used as long as it uses a sliding nozzle in the tundish. The present invention can be applied to so-called vertical continuous casting machines, fully curved continuous casting machines, vertical bending continuous casting machines, horizontal continuous casting machines, roll-type and belt-type thin slab continuous casting machines and strip continuous casting machines.
As a type of the sliding nozzle, a two-layer type composed of one fixed plate and one movable plate and a three-layer type in which one movable plate is sandwiched between two fixed plates are generally used. However, the present invention can be applied to any of them. In this case, the sliding plate refers to both a fixed plate and a movable plate.
[0013]
The sliding plate is based on MgO-C refractory and contains a metal component. As a metal component, what can react with oxygen rather than C, and can suppress the decarburization from the refractory by the oxygen in molten steel is good. Specifically, metal Mg, metal Ti, metal Al, and the like can be used, but metal Al is preferable because it is inexpensive and easy to handle. The content is preferably 3 wt% or more, more preferably 5 wt% or more. If the metal component is too much, the heat resistance is impaired and the refractory is altered by the metal oxide generated by the reaction with oxygen in the molten steel, so that the durability is impaired. More preferably, it is good to set it as 7 wt% or less.
[0014]
The content of MgO in the refractory is 85 wt% or more, more preferably 90 wt% or more from the viewpoint of resistance to melting. The upper limit is inevitably determined from the lower limits of the C content and the metal component content.
C in the refractory has an effect of preventing erosion by slag by deteriorating wettability with slag, and is preferably 1 wt% or more, preferably 2 wt% or more. On the other hand, if the amount of C is too large, the amount of MgO, which is an aggregate, becomes relatively small and the durability is impaired. Therefore, C should be added at 5 wt% or less, preferably 4 wt% or less.
[0015]
In addition, it is preferable to add other components that contribute to improving the performance of the MgO-C refractory to the refractory. Examples of such components include ZrO ₂ , spinel, or various ultrafine powder refractories.
[0016]
【Example】
Using a sliding plate of the quality shown in Table 1, actual machine tests were conducted with stainless steel aluminumless steel grade and CaSi added steel grade. The casting amount was 185 tons per charge and the tundish capacity was 30 tons. A one-strand vertical bending type continuous casting machine was used, and the throughput was 2 to 4 tons / min.
[0017]
Table 2 shows the hole diameter, edge chipping, and surface roughness of the sliding plate collected after casting. In the example using the MgO-C refractory plate of the present invention, there was almost no increase in pore size, edge chipping and surface roughness, and good results were obtained.
Based on the above results, MgO-C plate was processed in stainless steel aluminumless steel grade and CaSi added steel grade. As a result, there were no operational troubles such as poor closing of the sliding nozzle, and it was possible to make these steel grades multiple. Table 3 shows the improvement status of the continuous index. In the case of MgO-C, the upper limit of the continuous index depends on the melting damage of the immersion nozzle, not the sliding plate, and it is surmised that the sliding plate itself is more durable than the continuous index in this table.
[0018]
[Table 1]

[0019]
[Table 2]

[0020]
[Table 3]

[0021]
【The invention's effect】
As described in detail above, the wear of the sliding plate is suppressed by making the refractory of the tundish sliding plate a MgO-C refractory containing a metal component when continuously casting Si-deoxidized stainless steel. , And the continuous index improved.

Claims

In a method of continuously casting a molten stainless steel deoxidized by Si using a tundish equipped with a sliding nozzle, 3 to 10 wt % of metal Al and 1 to 5 of C are added to the plate refractory of the sliding nozzle provided in the tundish. A continuous casting method of stainless steel, characterized by using MgO-C refractories containing wt % and MgO of 85 wt % or more .

2. The continuous casting method of stainless steel according to claim 1, wherein the molten metal is subjected to calcium treatment.